Category: 73

Был у меня ЧПУятор, который я благополучно разобрал (в планах пересборка пока не значится). Но Ватсон без трубки уже не может, так что мне захотелось, всё же, иметь что-то эдакое, ЧПУяторное. И взалкал я трипечатор (3Д принтер), и приобрёл дешёвый китайский комплект для сборки. Теперь вечерами собираю; потихоньку, по часу-двум в день, поэтому так долго.

Это трипечатор Anet A6, который по сути является форкнутой копией Reprap Prusa. Только в Прусе мозги Arduino+Ramps+DRV8825, а тут одна разработанная с нуля плата “три-в-одном”, хотя по сути на ней то же самое — ATmega 1284P и те же самые драйверы шаговиков от Техасских Инструментов. Не знаю, можно ли залить туда другую прошивку (например, Marlin или Teacup); и не факт, что это что-то даст, кроме ухода от проприетарности.

Вообще, трипечатор, если разобраться, представляет собой 4-осный ЧПУятор: 3 координатных оси плюс ось экструдера. Его мозги переваривают стандартнейший G-code; поэтому у меня есть ещё пара задумок по поводу, например, замены экструдера на лазер, и вырезания и гравирования всякого. Правда, лазер нужной мощности (надо, как я понимаю, не менее пяти ватт), скорее всего, будет стоить больше, чем этот принтер, даже если покупать его в Алиэкспрессах. Кроме того, тут есть серьёзные ограничения по рабочему полю — 8×8 дюймов (200x200mm) это всё, что оно может. Но это так, дальний прицел. Для начала хорошо бы разобраться с тем, для чего оно, собственно, предназначено.

Зачем оно мне? Ну, наиболее мне интересное — это изготовление разного рода корпусов под мои электронные проекты. А то усилитель для наушников я фактически доделал, а сунуть его некуда. Не в рассыпухе же им пользоваться.

Правы были те, кто советовал не жалеть масла при нарезке резьбы даже в таком тривиальном и мягком металле, как алюминий. Спасибо за совет. Использовал, кстати, рабоче-крестьянскую ВДешку — удобно: одновременно со смазкой метчика с него смывается старая стружка. Может быть, для какого-то там твёрдого сплава и прочего анобтаниума и надо покупать какие-то специальные смазочно-охлаждающие жидкости (cutting fluid), а для моих нужд (алюминий, мягкая сталь) ВД-40 (пока) вполне справляется.

Завершённый блок питания на ±15V с линейной стабилизацией:

Выпрямительный мост можно было, в принципе, и не сажать на радиатор. При максимальном проектируемом токе в 0.5А там будут выделяться доли ватта. Но так как это нисколько не увеличивает стоимость, почему бы и не посадить.

Рендер платы усилителя для наушников:

В реальности выглядит так (с другого, правда, угла):

Ну чо, рендер, прямо скажем, очень репрезентативен. Размеры конденсаторов, правда, немного другие, но это фигня, косметика.

Корпус TQFP (размер 7mm x 7mm) о 32 ногах укакаесся паять. Попытался сначала нанести пасту на индивидуальные площадочки. Фигачечная!! Плюнул, решил просто равномерно нанести тонким слоем, и понадеяться на несмачиваемость паяльной маски, силу поверхностного натяжения, и капиллярный эффект. И ожидания мои в основном оправдались, правда, видимо, наносил я пасту недостаточно тонким слоем, так что в некоторых местах был перебор и ноги закоротились. Пришлось аккуратненько нагревать и иголочкой, иголочкой. Пока убирал излишки припоя, умудрился сдуть с платы резисторы R3 и R4 — поэтому они так косо стоят. Ничо, вроде, всё припаялось, хоть и не шибко эстетично. Флюс смою, будет красивее.

Что это? А это самодельная USB звуковая карта. Я решил, что нет смысла усиливать звук с выхода с говённой звуковой карточки в ноутбуке, так что решил забабахать свою. Микроконтроллер PCM2707C (в девичестве Burr-Brown, теперь — TI) позволяет это сделать без особых сложностей даже такому неискушённому человеку, как я. Не нём уже всё есть — и USB-интерфейс, и 16-битные ЦАПы с КНИ в тысячные доли процента. Делай обвязку по даташиту и вперёд. В розницу стоит всего 9 долларов.

Интересно, возможно ли приобрести трафарет для нанесения пасты конкретно под посадочное место под TQFP-32? И помогло бы это мне?

UPD: нашёл: https://www.digikey.com/product-detail/en/chip-quik-inc/PA0091-S/PA0091-S-ND/3681429
12 монет, ух, Ё!

Вот сделал ты усилитель — как понять, хороший он или нет? Дураки и прочие аудиофилы, как правило, просто включают усилитель и слушают, что получилось, описывая слышимое совершенно идиотскими и ничего не значащими фразами типа “песочек в верхах”, “авторитетный бас”, “звук скрипок очень сухой и жёсткий” и далее по справочнику аудио-шизофреника.

Ну, а люди, далёкие от этих тихих и не очень помешательств, спокойно оперируют объективными понятиями типа КНИ, интермодуляционные искажения, АЧХ и так далее.

Большинство людей так или иначе слышали о КНИ, и это один из самых узнаваемых параметров усилителя. И он да, простой в понимании — меньше 0.5%, значит усилитель ничо, более 1% — уже начинает пованивать. И хотя можно померять ещё много всякого, начать, наверное, лучше всего именно с измерения КНИ.

Поизучал соответствующую тематику, и доступных домашнему инженеру способов не очень много. Я нашёл три.

Способ первый — полностью ламповый, тёплый и аналоговый. Берётся качественный генератор сигнала (его вполне можно сделать самому, хотя по-настоящему чистые синусоиды генерировать не сказать, чтобы просто). Его выход подаётся на вход усилителя. На выход усилителя сажается режекторный фильтр, настроенный на частоту генератора сигнала. Далее берём обыкновенный милливольтметр, способный на измерение аудиочастот (можно сделать приставку к обычному аналоговому милливольтметру), и меряем, что там осталось от нашего сигнала — шум, гармоники, и т.д. Делим величину остатков на величину полезного сигнала, получаем КНИ. Все достаточно просто.

Способ второй — с применением спецтехники, например, цифрового осциллографа, умеющего в преобразование Фурье. Поглядел я на этот способ, и он мне не понравился. И больше всего вопросов вызывает разрешение АЦП осциллографа — даже у дорогих осциллографов они 8-битные (в первую очередь потому что, АЦП, умеющие более 8 бит на частотах в мегагерцы стоят дико конских денег). Приблизительно оценить, насколько усилитель говно, можно, но не более. Кроме того, опять же нужен хороший генератор сигнала.

Способ третий, больше всего мне понравившийся, заключается в том, чтобы использовать обыкновенную компьютерную звуковую карту. Она не только ничуть не хуже, а даже значительно лучше осциллографа, так как имеет 16 или даже 24-битные АЦП. И никакого генератора сигнала не надо — всё под рукой. 16 бит в теории (в теории) дают КНИ примерно в 0.0015%. Для измерения качества — выше крыши, проблема не в битности. Проблема будет в выходном-входном тракте звуковой карты.

Далее всё просто — генерируем синусоиду в любимом звуковом редакторе, хоть в бесплатном Audacity, проигрываем её, подаём на вход усилителя, усилитель втыкаем во вход карты* и записываем звуковой файл. Далее лично у меня есть уже давно написанный на Питоне анализатор КНИ, генерирующий частотные графики, и рассчитывающий значения искажений.

Для совсем других целей я в своё время приобрёл внешнюю звуковую карту Behringer UCA-202, которая позиционируется как “студийная” (хотя стоит она очень недорого). Вот и попробуем её заиспользовать. На ней есть два выхода-“тюльпана” и столько же входов. Воткнём одно в другое, будет тест тракта самой карты, без всякого дополнительного оборудования.

Скажу сразу, картой я был немного разочарован. Вот судите сами, проигрываю я вот такое:

А записывается вот такое:

Как-то слабо у меня вяжется соотношение сигнал/шум в 74.5дБ со студийной записью. Это лишь незначительно лучше MP3, виниловой пластинки или катушечного магнитофона. Но заметно хуже компакт-диска.

Портят всё нелинейные искажения, в первую очередь гармоники 2 и 3. Вполне стандартные искажения, которых я ожидал, но не думал, что они окажутся такими (относительно) большими. Хотя КНИ получившегося составляет ~0.019%, что вообще-то неплохо. Соответственно, 0.019% будут составлять “ноль” на шкале моего “искажометра”. Всё, что меньше, я померять тупо не смогу — хотя если у меня получится подизайнить и собрать усилитель с искажениями меньше 0.019 — я, прямо скажем, буду вполне доволен собой. Это будет лучше чем подавляющее большинство усилителей на рынке, особенно, хе-хе, ламповых.

В дальнейших планах дорисовать программку на Питоне, чтобы генерировала, играла, записывала и анализировала звук самостоятельно, ибо не надо заставлять меня работать. Меня надо заставлять думать, а работает пускай компьютер.

*подавать звук с выхода усилителя прямо на звуковую карту чревато. Сначала надо убедиться в том, что сигнал такой амплитуды не убьёт карточку — мерять напряжение, и выставлять безопасное, например, подключая через резисторный делитель, а ещё лучше дополнительно спаять предохранитель на диодах, например, чтобы всё, что выше определённого уровня напряжения — срезалось нахрен.

Кривенько, конечно, и не очень аккуратно.

Чтобы не было криво, и выглядело профессионально, надо вместе с платами заказывать трафарет для намазывания паяльной пасты и использовать расстановщик. Но при моих “объёмах” это сильно излишняя роскошь. Лишь бы работало (а оно работает), а недостаточно эстетичную расстановку и пайку электронных деталей я уж как-нибудь переживу =)

Кстати, был удивлён. Вот эта крохотная коричневая деталька типоразмера 0805 (2.03mm × 1.27mm) с наименованием C3 — керамический конденсатор на 50 вольт, на 100 нанофарад. И в таком размере делают конденсаторы аж до 47 микрофарад, правда, уже не на 50 вольт, а на 6.3. На 50 вольт в таком типоразмере можно максимум получить 1 микрофарад. Но всё равно дохера! Для такой-то мелкой вещи. И это не предел. Я не собираюсь использовать что-то меньше 0805 — это уже за пределами комфортной работы, глаза не видят такую мелочёвку. Один раз распаивал 0603 (1.6mm × 0.8mm) — было уже конкретно неудобно. Но вообще конденсаторы есть в корпусах 008004 (0.25mm × 0.13mm — человек вообще с такой мелочью сможет работать? или только роботопайка?), ёмкостью аж на 10 нанофарад, но да, на низкое напряжение в 6.3V. Но мне, правда, не надо такого — ни задач нету таких, ни опыта, ни инструмента.

Купил китайский тестер TACKLife DM01M. Потом почитал тематических форумов и побежал раскручивать корпус, и смотреть, что у него внутри.

Проблема у дешёвых тестеров, собственно, ровно одна — безопасность пользователя. В тестерах она обычно обеспечивается как минимум плавкими предохранителями. Беда в том, что изготовители дешёвой китайчатины часто ставят в тестеры обыкновенные стеклянные полые предохранители. Тонкий момент тут в том, что если пользователь по ошибке решит вместо напряжения в сети померять, например, сколько в сети ампер, или какое у неё сопротивление (для непосвящённых — это даёт короткое замыкание), то внутри полого стеклянного предохранителя во время разрыва цепи может возникнуть электрическая дуга, которая там будет до выгорания щупов тестера. Входной автомат среднестатистического американского дома имеет номинал в двести ампер — что будет с вашими руками, в которых зажат кусок пластика, внутри которого бушуют двести ампер, предлагаю представить самостоятельно.

Как правильно? Правильно ставить керамические предохранители. Внутри них не воздух, а песок, который не даёт возникнуть электрической дуге.

Ещё правильнее — дополнять защиту термисторами и варисторами. Они будут гасить возможные всплески напряжения, на которые не успеет среагировать плавкий предохранитель.

Итого, внутри моего тестера оказалось вот что:

Это стандартнейший тестер на контроллере DTM0660, которых развелось как у собаки блох. Первым делом отмечу наличие довольно крупных керамических предохранителей (помечены лиловым) — это очень хороший знак. Тут, правда, стоит безымянная китайчатина, а не бренд типа Литтелфуза или Бассмана, но никто не запрещает, в принципе, купить правильные предохранители и поменять их самому (это и полых стеклянных касается — выкинуть их КЕМ, и воткнуть нормальные). Вторым отмечу присутствие термисторов (зелёненькое). Ещё бы варисторов доставили, было бы совсем хорошо.

Единственное, что немного напрягло — так это как близко дорожка, куда втыкается щуп, подходит к другой дорожке на плате (красненькое). Там от силы 2mm. По нормативному документу UL-840 (российский аналог — ГОСТ 23751-86) это примерно 500-600 вольт, поверхность незагрязняемая. Но тестер по паспорту может измерять до 1000 вольт (постоянного тока). В такую цепь я бы уже совать этот тестер не стал. Но учитывая, что я собираюсь использовать этот тестер максимум до 480 вольт, будет норм. Не загоримся 🙂

Я обычно заказываю изготовление плат в США, у компании OSH Park. Изготавливают они шустро, и у них бесплатная доставка внутри США. Платы при этом исключительно качественные, и все посадочные площадки обработаны иммерсионным золотом (ENIG, вай-вай, дорохо-бохато), паять одно удовольствие. А ещё платы не зелёные, а такие красивые тёмно-фиолетовые (Perfect Purple PCBs).

Одно только плохо — OSH Park берёт по 5 долларов за квадратный дюйм двухслойного текстолита (6.5 cm²). В эту цены входит три экземпляра плат. Поэтому любой проект, который я у них заказываю — это всегда борьба за площадь. В результате, конечно, всё получается круто и компактно (особенно помогает использование деталей для поверхностного монтажа), но плотность монтажа платы довольно высокая — иной раз разведение дорожек становится настоящей головоломкой (мне, правда, нравится этим заниматься).

Попробовал заказать у китайцев, JCLPCB (им дал положительный отзыв DI HALT). И какая-то фигня получается, вот что я вам скажу. Плата у меня была маленькая, 19x48mm (0.75×1.9 дюймов). OSH Park зарядил 7 долларов 20 центов за три экземпляра. JLCPCB берёт всего два доллара за десять экземпляров плат размером менее 100x100mm (15.5 дюйма), но при этом самая дешёвая доставка у них стоит 18 рублей с копейками! Итого получается двадцатка с лихером, и при этом платы там хуже — никакого иммерсионного золота, а обычное лужение (HASL). Не сказать, конечно, что иммерсионное золото мне прям НАДО, но оно удобнее тем, что плата может пролежать без дела год, и нихера с ней не будет — площадки не окислятся — она будет паяться как свежая. А если расщедриться и заказать иммерсионное золото у JLCPCB, это прибавляет 18 долларов к цене самой платы. Итого получаем вообще какую-то порнографию в 20 долларов за 10 штук без учёта доставки — дык это уже вполне сравнимо по цене с американским OSH Park в пересчёте на штучку. А доставка за 18 долларов окончательно убивает всю идею на корню.

В-общем, не получилось у меня “импортозамещения наоборот”. ВНЕЗАПНО, производство в США оказалось тупо дешевле. Может быть, для каких-то специальных случаев, типа большого заказа или особо крупных плат, это себя оправдывает. А для домашнего хобби — нахер не надо. Да и у OSH Park для крупных заказов от 100 квадратных дюймов двухслойного текстолита (~650cm²) и выше есть скидки до цены в 1 доллар за дюйм. При этом всё опять же, с иммерсионным золотом и бесплатной доставкой. Китайцам тупо не угнаться.

Ой, блин… жуткое говно. Жуткое. Начиная с кривого интерфейса делания самой схемотехники, до идиотских проблем с отображением. Опенсорсный софт, кибенемат! В нём хороши только две вещи — для него есть туева хуча библиотек сторонних производителей, и есть 3D-рендеринг для полученной платы. Стиснув зубы, таки доразвёл все дорожки и доделал плату под усилитель:

Но в следующий раз больше им пользоваться не буду — постоянные матюги того не стоят.